Vom Magnetismus zur Elektrodynamik - Universität Hamburg
Vom Magnetismus zur Elektrodynamik - Universität Hamburg
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<strong>Vom</strong> <strong>Magnetismus</strong> <strong>zur</strong> <strong>Elektrodynamik</strong>
Gudrun Wolfschmidt (Hrsg.)<br />
<strong>Vom</strong> <strong>Magnetismus</strong><br />
<strong>zur</strong> <strong>Elektrodynamik</strong><br />
Herausgegeben anläßlich des 200. Geburtstags<br />
von Wilhelm Weber (1804–1891)<br />
und des 150. Todestages von Carl Friedrich Gauß (1777–1855)<br />
<strong>Hamburg</strong><br />
Schwerpunkt Geschichte der Naturwissenschaften,<br />
Mathematik und Technik<br />
2005
Wolfschmidt, Gudrun (Hrsg.):<br />
<strong>Vom</strong> <strong>Magnetismus</strong> <strong>zur</strong> <strong>Elektrodynamik</strong><br />
Herausgegeben anläßlich des<br />
200. Geburtstags von Wilhelm Weber (1804–1891)<br />
und des 150. Todestages von Carl Friedrich Gauß<br />
(1777–1855).<br />
Ausstellung in der Staats- und Universitätsbibliothek<br />
<strong>Hamburg</strong>, Von-Melle-Park 3, 20146 <strong>Hamburg</strong>, 3. März<br />
bis 2. April 2005, zusammengestellt von Gudrun<br />
Wolfschmidt und Karl-Heinrich Wiederkehr.<br />
<strong>Hamburg</strong>: Schwerpunkt Geschichte der<br />
Naturwissenschaften, Mathematik und Technik 2005<br />
ISBN 3-00-015559-7<br />
Web-Seite der Ausstellung:<br />
http://www.math.uni-hamburg.de/spag/ign/events/weber04.htm<br />
Abbildung auf dem Cover vorne:<br />
Gauß und Weber am elektromagnetischen Telegraphen (1933)<br />
©Archiv Gauß-Gesellschaft Göttingen<br />
Abbildung Frontispiz:<br />
Gauß-Weber-Denkmal Göttingen (1899)<br />
©Archiv Gauß-Gesellschaft Göttingen<br />
Abbildung auf dem Cover hinten:<br />
Gauß und Weber<br />
Dunnington 1955, zwischen S. 112–113.<br />
Das Buch <strong>Vom</strong> <strong>Magnetismus</strong> <strong>zur</strong> <strong>Elektrodynamik</strong>,<br />
wurde anläßlich des 200. Geburtstags von Wilhelm Weber (1804–1891)<br />
und des 150. Todestages von Carl Friedrich Gauß (1777–1855) herausgegeben.<br />
Zu besonderem Dank verpflichtet sind wir gegenüber der Hans Schimank-Gedächtnisstiftung,<br />
die uns nicht nur bei der Ausstellung, sondern auch für den Druck dieses Buches<br />
zuverlässig finanzielle Unterstützung gewährt hat.<br />
Schwerpunkt Geschichte der Naturwissenschaften, Mathematik und Technik (SPGN),<br />
Fachbereich Mathematik, Universität <strong>Hamburg</strong><br />
Bundesstraße 55 – Geomatikum, D-20146 <strong>Hamburg</strong>
Inhaltsverzeichnis<br />
Vorwort 8<br />
Weber’s Electrodynamics and Mach’s Principle in the 21st Century<br />
Andre Koch Torres Assis (Universidade Estadual de Campinas, São Paulo,<br />
Brasil) 10<br />
<strong>Vom</strong> Kompaß zum Dynamo – <strong>Magnetismus</strong>, Elektrizität und Telekommunikation<br />
Gudrun Wolfschmidt 13<br />
1.1 <strong>Magnetismus</strong> und Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13<br />
1.2 Humboldt, Gauß und Weber – Erdmagnetismus . . . . . . . . . . . 20<br />
1.3 Solarterrestrische Beziehungen und solare und kosmische Magnetfelder 23<br />
1.2.1 Zeittafel: Carl Friedrich Gauß (1777–1855) . . . . . . . . . . 24<br />
1.3.1 Solarterrestrische Beziehungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 25<br />
1.3.2 Magnetfelder auf der Sonne . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28<br />
1.4 Elektromagnetismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33<br />
1.4.1 <strong>Vom</strong> galvanischen Element zum Akkumulator . . . . . . . . 33<br />
1.4.2 Anfänge des Elektromagnetismus . . . . . . . . . . . . . . . 36<br />
1.4.3 <strong>Vom</strong> Induktionsgesetz <strong>zur</strong> Stromerzeugung . . . . . . . . . . 38<br />
1.4.4 Welt- und Industrieausstellungen . . . . . . . . . . . . . . . 39<br />
1.4.5 Dynamo, Motor, Lokomotive . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43<br />
1.5 Telekommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48<br />
1.5.1 Telegraphie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48<br />
1.5.2 Fernsprecher – Telefon – Phonograph . . . . . . . . . . . . . 54<br />
1.5.3 Drahtlose Telegraphie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56<br />
Zur Geschichte des Erdmagnetischen Observatoriums Wingst<br />
Horst Wildt 61<br />
2.1 Das Marineobservatorium Wilhelmshaven als Vorläuferstation des<br />
Observatoriums Wingst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62<br />
2.2 Magnetische Messungen auf See . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63<br />
2.3 Neue Impulse durch das zweite internationale Polarjahr . . . . . . . 64<br />
2.4 Das Erdmagnetische Observatorium Wingst . . . . . . . . . . . . . 64<br />
2.5 Geophysikalische Forschung in Wingst, Entdeckung der norddeutschen<br />
Leitfähigkeitsanomalie durch Datenaustausch . . . . . . . . . 65<br />
5
<strong>Vom</strong> <strong>Magnetismus</strong> <strong>zur</strong> <strong>Elektrodynamik</strong><br />
2.6 Vergleich von Meßstandards verschiedener Instrumente und Observatorien<br />
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66<br />
2.7 Geomagnetische Landesvermessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68<br />
2.8 Änderungen in der Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . 69<br />
2.9 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69<br />
Wilhelm Weber (1804–1891)<br />
Karl-Heinrich Wiederkehr 73<br />
3.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73<br />
3.2 Wellenlehre und Akustik als erstes Spezialgebiet . . . . . . . . . . . 73<br />
3.3 Gemeinschaftsarbeit mit Gauß und Göttinger Magnetischer Verein . 74<br />
3.4 Die Göttinger Sieben und Entlassung Webers . . . . . . . . . . . . 75<br />
3.5 Die Jahre in Leipzig und das Grundgesetz der elektrischen Wirkung 76<br />
3.6 Einführung exakter physikalischer Methoden in die Physiologie und<br />
Kontroverse mit H. v. Helmholtz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79<br />
3.7 Rückkehr nach Göttingen, das absolute elektromagnetische Maßsystem<br />
und die internationalen Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . 82<br />
3.8 Die Definition der SI-Einheit für die Stromstärke und Webers elektrodynamische<br />
Einheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83<br />
3.9 Das Kohlrausch-Weber-Experiment 1855,<br />
die Lichtgeschwindigkeit und James Clerk Maxwell . . . . . . . . . 84<br />
3.10 Riemanns Potential, Kirchhoffs Fortpflanzungsgeschwindigkeit elektrischer<br />
Wellen in Drähten und die Grenzen der Weberschen <strong>Elektrodynamik</strong><br />
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86<br />
3.11 Deutung der metallischen Leitung, des Ferro- und Diamagnetismus<br />
und des Aufbaus der Materie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87<br />
3.12 Zeittafel zu Wilhelm Weber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89<br />
Katalog „<strong>Vom</strong> <strong>Magnetismus</strong> <strong>zur</strong> <strong>Elektrodynamik</strong>”<br />
Gudrun Wolfschmidt; Karl-Heinrich Wiederkehr 93<br />
4.1 Wilhelm Weber (1804–1891) – Leben und Werk . . . . . . . . . . . 94<br />
4.2 Anfänge des <strong>Magnetismus</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103<br />
4.3 Theorie des <strong>Magnetismus</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111<br />
4.4 Kompaß und erdmagnetische Karten <strong>zur</strong> Navigation . . . . . . . . . 113<br />
4.5 Humboldt, Gauß und Weber –<br />
Von der Relativ- <strong>zur</strong> Absolutmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . 123<br />
4.6 Erdmagnetische Observatorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133<br />
4.7 Solarterrestrische Beziehungen<br />
und Magnetfelder im Kosmos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145<br />
4.8 Reibungselektrizität und Galvanische Elektrizität:<br />
<strong>Vom</strong> Bernstein zum Voltaelement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155<br />
4.9 Entwicklung der <strong>Elektrodynamik</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176<br />
4.10 Telegraphie und Telefon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191<br />
4.11 Elektrotechnik und Elektronentheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . 205<br />
6
Inhaltsverzeichnis<br />
4.12 Von den elektromagnetischen Wellen <strong>zur</strong> drahtlosen Telegraphie . . 217<br />
Anhang: <strong>Vom</strong> <strong>Magnetismus</strong> <strong>zur</strong> <strong>Elektrodynamik</strong> 227<br />
5.1 Leihgeber für die Ausstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227<br />
Abbildungsverzeichnis 229<br />
Literaturverzeichnis 233<br />
Index 240<br />
7